1、電工與電子技術基礎課程教學大綱一、課程基本信息英文名稱Electrical Engineering & Electronics Technology Basics課程代碼UOPM3020課程性質大類基礎課程授課對象交通運輸專業學 分2.5學 時54主講教師修訂日期指定教材畢淑娥. 電工與電子技術（第2版）. 北京: 電子工業出版社, 2016.二、課程目標（一）總體目標：本課程是交通運輸專業的大類基礎課程，主要講授電工與電子技術，為學生解決交通運輸復雜工程打好電工電子技術方面的理論基礎。通過本課程的學習，使學生獲得電工電子技術必要的基本知識、基本理論和基本技能，了解電工電子技術在軌道交

2、通行業中的發展的概況和應用概況。能獨立地應用這些基本概念、基本理論和基本方法來分析和計算從工程實際中簡化出來的各種交直流電路模型問題和各種典型的模擬數字電路問題，掌握電動機等典型電工設備的應用能力以及掌握常用電子器件和常用小規模集成功能芯片的應用能力，并具備解決工程實際問題的能力，為學習后續的專業課程和從事與交通運輸專業有關的工程設計和分析奠定必要的電工電子技術基礎。（二）課程目標：課程目標1：11正確理解直流電路模型和正弦交流電路的基本概念，掌握基本分析方法和相關電路定律和定理；能夠對實際工程出現的直流電路和正弦交流電路進行建立電路模型并進行分析。12正確理解交流電磁線圈電路模型的基本概念、

3、基本分析方法；牢固掌握電動機等典型電工設備的結構原理和工作特性。能夠對交通運輸工程中實際出現的電動機等典型電工設備的輔助控制電路建立電路模型并進行分析。課程目標2：21熟練掌握常見半導體元器件的基本結構、工作特性和工作參數，深入理解基本放大電路、集成運算放大器應用電路、直流穩壓電源等模擬電子電路的靜態、動態基本分析方法。22熟練掌握基本門電路和觸發器等數字電路基本組成單元的電路構成、邏輯功能特性，能夠對交通運輸工程中實際出現的組合邏輯電路、時序邏輯電路等數字電子電路進行邏輯分析，會設計簡易邏輯功能數字電路。課程目標3：31熟練使用相關電工電子儀表，會查閱相關電工電子手冊并能夠對交通運輸工程相關

4、的典型交直流電路以及模擬數字電路進行分析驗證，提取有效參數或數據。（三）課程目標與畢業要求、課程內容的對應關系表1：課程目標與課程內容、畢業要求的對應關系表 課程目標課程子目標對應課程內容對應畢業要求課程目標11.1電路的基本概念與基本定律線性電路分析方法正弦交流穩態電路三相電路2-1能運用數學、自然科學和工程科學的科學原理，識別和判斷交通運輸復雜工程問題的關鍵環節。1.2電動機繼電接觸器控制電路課程目標22.1常用半導體器件基本放大電路集成運算放大電路線性直流穩壓電源2.2組合邏輯電路時序邏輯電路課程目標33.1疊加定理驗證實驗功率因數提高實驗運算放大器應用實驗組合邏輯電路分析設計實驗三、教

5、學內容第一章 電路的基本概念與基本定律1.教學目標 （1）掌握電路模型及理想電路元件的特點；（2）掌握電壓、電流參考方向的意義；（3）掌握基爾霍夫定律并能正確應用；（4）了解電功率和功率平衡的概念了解額定值的意義；（5）會計算電路中的電位。2.教學重難點重點（1）電壓和電流的參考方向；（2）基爾霍夫定律；（3）電路中電位的計算。難點（1）電源與負載的判別；（2）功率平衡的分析。3.教學內容（1）電路的作用與組成部分；（2）電路模型；（3）電壓和電流的參考方向；（4）歐姆定律；（5）電源有載工作狀態、開路與短路；（6）基爾霍夫定律。4.教學方法（1）講授法：相關電路模型基本概念和歐姆定律、基爾霍

6、夫定律；（2）基于問題（PBL）：如何應用電路基本定律來求解電路中的電位以及分析電路分別在電源有載、開路及短路各種情況下的工作狀態。5.教學評價（1）完成本章教材課后習題基本題1-2題計入平時成績；（2）完成期中考試和期末考試中相關試題計入期中和期末考試成績；第二章 線性電路分析方法1.教學目標 （1）掌握用支路電流法、節點電壓法分析電路的方法； （2）掌握用疊加定理和戴維南定理分析電路的方法。2.教學重難點重點（1）支路電流法電路模型應用分析；（2）疊加定理的電路模型應用分析；（3）戴維南定理電路模型應用分析。難點（1）節點電壓法公式中電流源參考方向的確定；（2）疊加定理的適用條件。3.教學

7、內容（1）支路電流法；（2）節點電壓法；（3）疊加定理；（4）戴維南定理。4.教學方法（1）講授法：相關電路分析的基本方法和定理；（2）基于問題（PBL）：如何應用支路電流法、節點電壓法、疊加定理及戴維寧定理來求解典型電路中的各個支路的電氣參量。5.教學評價（1）完成本章教材課后習題基本題1-2題計入平時成績；（2）完成期中考試和期末考試中相關試題計入期中和期末考試成績；（3）完成疊加定理驗證實驗，計入實驗成績。第三章 正弦交流穩態電路1.教學目標 （1）掌握正弦交流電的三要素、相位差、有效值和相量表示法；（2）掌握電路基本定律的相量形式表示方法以及相量圖的電路分析應用；（3）理解復阻抗的意義

8、并掌握用相量法計算簡單正弦交流電路的方法；（4）掌握有功功率、無功功率及功率因數的概念和計算；（5）了解提高功率因數的方法及其經濟意義。2.教學重難點重點（1）正弦量的相量表示法；（2）交流電路中基本定律的相量形式；（3）阻抗的串聯與并聯；（4）有功功率、無功功率和視在功率的計算；（5）改善功率因數的措施方法。難點（1）正弦量的相量表示法及轉換；（2）正弦電路的穩態分析；（3）無功功率概念。3.教學內容（1）正弦量的基本概念和相量表示法；（2）電路元件的相量模型；（3）阻抗及串并聯；（4）正弦穩態電路的分析；（5）正弦穩態電路的功率及功率因數的提高。4.教學方法（1）講授法：交流電路的相量表示

9、及有功功率、無功功率等基本概念；（2）基于問題（PBL）：如何應用相量來表達交流電路中的正弦量，如何計算分析正弦交流電路的有功功率和無功功率，如何提高特定正弦交流電路的功率因數。5.教學評價（1）完成本章教材課后習題基本題2-3題計入平時成績；（2）完成期中考試和期末考試中相關試題計入期中和期末考試成績；（3）完成功率因數提高實驗，計入實驗成績。第四章 三相電路1.教學目標 （1）掌握對稱三相交流電路電壓、電流和功率的計算方法；（2）掌握三相四線制電路中單相及三相負載的正確聯接；（3）了解中線的作用。2.教學重難點重點（1）對稱三相電壓線值和相值的關系；（2）對稱三相負載電壓和電流線值和相值的

10、關系；（3）對稱三相電路中電壓、電流和功率的計算。難點（1）相電壓與線電壓概念與區別；（2）相電流與線電流概念與區別。3.教學內容（1）三相電壓；（2）負載星形聯接的三相電路；（3）負載三角形聯接的三相電路；（4）三相功率。4.教學方法（1）講授法：三相電路中相電壓、線電壓、相電流、線電流等基本概念；（2）基于問題（PBL）：如何分析負載星形聯接和負載三角形聯接三相電路中的各個電氣參量。（3）基于案例（CBL）：基于電氣工程中的典型案例來學習如何求解三相電路的三相功率。5.教學評價（1）完成本章教材課后習題基本題1-2題計入平時成績；（2）完成期中考試和期末考試中相關試題計入期中和期末考試成績

11、；第五章 電動機1.教學目標 （1）掌握三相異步電動機的基本結構、工作原理、和機械特性；（2）了解電動機銘牌和技術數據的意義；（3）掌握三相異步電動機調速方法及其應用；（4）掌握起動、反轉和制動的方法；（5）了解單相電動機的基本結構、特點及應用。2.教學重難點重點（1）旋轉磁場和三相異步電動機的工作原理；（2）三相異步電動機的銘牌和主要技術參數；（3）三相異步電動機起動轉矩、額定轉矩、最大轉矩和過載能力；（4）三相異步電動機起動、調速、制動方法及其應用。難點（1）旋轉磁場的形成原理；（2）變頻調速的原理與應用。3.教學內容（1）三相異步電動機的構造；（2）三相異步電動機的轉動原理和電路分析；（

12、3）三相異步電動機的轉矩與機械特性；（4）三相異步電動機的起動、調速和制動；（5）三相異步電動機的銘牌數據及應用選擇；（6）單相電動機。4.教學方法（1）講授法：三相異步電動機基本結構原理以及機械特性。（2）基于問題（PBL）：如何根據三相異步電動機的工作原理和機械特性來分析電動機的起動、調速與制動相關問題。5.教學評價（1）完成本章教材課后習題基本題1-2題計入平時成績；（2）完成期中考試和期末考試中相關試題計入期中和期末考試成績；第六章 繼電接觸器控制電路1.教學目標 （1）掌握常用低壓電器的功能，會識別和繪制常用低壓電器的電工符號；（2）掌握繼電接觸器控制電路的自鎖、互鎖以及行程、時間等

13、控制原則；（3）了解過載、短路和欠壓保護的方法；能讀懂基礎的控制電路原理圖。2.教學重難點重點（1）直接起動控制線路及自鎖；（2）正反轉控制線路及聯接；（3）順序起動、停車控制電路；（4）控制電路中的過載、短路和欠壓保護。難點（1）空氣斷路器的工作原理；（2）時間繼電器在時間控制電路中的應用。3.教學內容（1）常用低壓控制電器；（2）鼠籠式電動機直接起動的控制線路；（3）鼠籠式電動機正、反轉的控制線路；（4）行程、時間等其他常規控制電路。4.教學方法（1）講授法：常用低壓控制電器的電工符號及功能；（2）基于問題（PBL）：繼電接觸器控制系統是如何通過相關特定低壓電器來實現短路、過流、過載保護的

14、。（3）基于案例（CBL）：基于電氣工程中的典型案例（電機正反轉、行程控制、時間控制）來學習如何在控制電路中實現自鎖及互鎖控制、順序控制、延時控制。5.教學評價（1）完成本章教材課后習題基本題1-2題計入平時成績；（2）完成期中考試和期末考試中相關試題計入期中和期末考試成績；第七章 常用半導體器件1.教學目標 （1）了解二極管、晶體管的基本構造并掌握其工作原理和主要特性曲線；（2）掌握PN結的單向導電性；（3）掌握半導體三極管的電流分配和放大作用；（4）了解穩壓管的特性和應用；（5）了解其他各種類半導體器件。2.教學重難點重點（1）PN結及其單向導電性；（2）三極管的基本結構、參數及特性曲線。

15、難點（1）三極管的電流分配和放大作用；（2）穩壓管的應用。3.教學內容（1）半導體的導電特性；（2）PN結及其單向導電性；（3）二極管的基本結構、參數及伏安特性；（4）穩壓二極管的特性及應用；（5）半導體三極管的基本結構、參數及特性曲線；（6）MOS管的基本結構、參數及特性。4.教學方法（1）講授法：相關半導體器件的基本結構和特性；（2）基于問題（PBL）：如何根據二極管的工作特性來分析它的鉗位、整流、穩壓等功能應用，如何根據三極管的電極電位來判斷三極管的工作區域，如何根據輸入條件判斷MOS管的工作狀態。5.教學評價（1）完成本章教材課后習題基本題1-2題計入平時成績；（2）完成期末考試中相關

16、試題計入期末考試成績。第八章 基本放大電路1.教學目標 （1）了解共發射極放大電路的基本結構，掌握靜態工作點估算，掌握微變等效電路的分析方法，了解輸入電阻和輸出電阻的概念； （2）了解射極輸出器和差分放大電路基本結構，能夠進行兩類放大電路的靜態、動態分析，掌握差分放大電路的工作原理以及差模、共模信號的概念；2.教學重難點重點（1）共發射極放大電路的基本結構和靜態、動態分析；（2）差分放大電路的基本結構和靜態、動態分析；（3）功率放大電路的分類及應用。難點（1）共發射極放大電路的動態分析；（2）差分放大電路的動態分析。3.教學內容（1）共發射極放大電路的組成及靜態、動態分析；（2）靜態工作點穩定

17、的放大電路優化；（3）射極輸出器的靜態、動態分析；（4）差分放大電路的靜態、動態分析；（5）互補對稱功率放大電路分析。4.教學方法（1）講授法：各種典型放大電路基本結構和放大原理；（2）基于問題（PBL）：共發射極放大電路如何實現靜態工作點穩定，差分放大電路如何抑制共模輸入信號，互補對稱放大電路中的OTL和OCL有哪些差異。5.教學評價（1）完成本章教材課后習題基本題1-2題計入平時成績；（2）完成期末考試中相關試題計入期末考試成績。（3）完成常用電子儀器使用實驗，計入實驗成績。第九章 集成運算放大器1.教學目標 （1）了解集成運算放大器的基本組成及其主要參數的意義，掌握運算放大器的電壓傳輸特

18、性及其基本分析方法，掌握運算放大器選用和應用中要注意的具體技術細節；（2）掌握運算放大器在比例、加減、微分和積分運算等電路中的應用；（3）掌握運算放大器在電壓比較器中的應用。2.教學重難點重點（1）運算放大器的電壓傳輸特性及其基本分析方法；（2）比例、加減、微分和積分等電路應用分析；（3）電壓比較器的電路分析；（4）運算放大器選用和應用具體技術細節要求。難點（1）運算放大器的“虛短”、“虛斷”電路分析依據及其分析條件；（2）滯回比較器的電路結構及其電路原理分析。3.教學內容（1）集成運算放大器的總體電路構成、特性參數以及應用的電路分析依據；（2）集成運算放大器在信號運算方面的應用；（3）集成運

19、算放大器在信號處理方面的應用；4.教學方法（1）講授法：集成運算放大器的理想特性及“虛短”、“虛斷”概念；（2）基于問題（PBL）：如何應用“虛短”、“虛斷”分析運算放大器的線性應用，平衡電阻如何配置及為什么如此配置，運算放大器應用應注意哪些問題。5.教學評價（1）完成本章教材課后習題基本題2-3題計入平時成績；（2）完成期末考試中相關試題計入期末考試成績。（3）完成運算放大器應用實驗，計入實驗成績。第十章 組合邏輯電路1.教學目標 （1）掌握基本門電路的邏輯功能，掌握邏輯函數的表示方法并能應用邏輯代數運算法則和卡諾圖化簡邏輯函數；（2）了解諸如加法器、編碼器、譯碼器等典型組合邏輯電路邏輯功能

20、，掌握這些典型芯片的應用；（3）能夠分析和設計較為簡單的組合邏輯電路。2.教學重難點重點（1）基本門電路邏輯功能，邏輯代數運算法則，邏輯函數表示方法及化簡；（2）組合邏輯電路的分析設計；（3）典型組合邏輯電路邏輯功能及相應芯片的應用；難點（1）邏輯函數的化簡；（2）組合邏輯電路的設計。3.教學內容（1）基本門電路及其組合；（2）TTL門電路和CMOS門電路；（3）邏輯代數；（4）組合邏輯電路的分析設計；（5）加法器、編碼器、譯碼器等典型組合邏輯電路芯片邏輯功能及其應用。4.教學方法（1）講授法：基本門電路符號、功能，組合邏輯電路分析與設計一般流程。（2）基于問題（PBL）：如何根據布爾邏輯代數

21、的基本運算法則和運算定律進行邏輯表達式化簡，如何應用卡諾圖進行邏輯表達式化簡。（3）基于案例（CBL）：基于電子系統中的LED數顯譯碼器典型應用案例來學習如何實現專門小規模組合邏輯電路器件的應用聯接。5.教學評價（1）完成本章教材課后習題基本題2-3題計入平時成績；（2）完成期末考試中相關試題計入期末考試成績；（3）完成組合邏輯電路分析與設計實驗，計入實驗成績。第十一章 時序邏輯電路1.教學目標 （1）掌握RS觸發器、JK觸發器、D觸發器等雙穩態觸發器的邏輯功能；（2）了解諸如寄存器、計數器等典型時序邏輯電路的邏輯功能,能夠分析較為簡單的時序邏輯電路；（3）掌握典型寄存器和計數器芯片的應用。2

22、.教學重難點重點（1）RS觸發器、JK觸發器、D觸發器等雙穩態觸發器的電路構成；（2）寄存器、計數器邏輯功能；（3）時序邏輯電路分析；（4）寄存器、計數器芯片的應用。難點（1）時序邏輯電路分析；（2）計數器芯片的應用。3.教學內容（1）雙穩態觸發器；（2）寄存器；（3）計數器；4.教學方法（1）講授法：基本RS觸發器、JK觸發器的工作特性及特性方程。（2）基于問題（PBL）：如何閱讀典型芯片的邏輯引腳圖和邏輯功能圖表來確定芯片的各種邏輯功能實現。5.教學評價（1）完成本章教材課后習題基本題1-2題計入平時成績；（2）完成期末考試中相關試題計入期末考試成績；第十二章 電子電源1.教學目標 （1）

23、掌握單相整流電路和濾波電路的電路結構和電路原理；（2）了解穩壓管穩壓電路和串聯型穩壓電路的電路結構和電路原理；（3）掌握幾種典型的集成穩壓電源芯片的應用。2.教學重難點重點（1）單相整流電路和濾波電路的電路結構和電路原理；（2）幾種典型的集成穩壓電源芯片的應用。難點（1）串聯型穩壓電路的結構組成；（2）串聯型穩壓電路的電路原理分析。3.教學內容（1）單相整理電路；（2）濾波器；（3）直流穩壓電源。4.教學方法（1）講授法：直流穩壓電源基本結構和整流、濾波等基本概念；（2）基于問題（PBL）：單相橋式整流電路是如何實現整流的，電容濾波器是如何實現濾波的，串聯型穩壓電路是如何在負載變化及電源波動條

24、件下實現穩壓的。（3）基于案例（CBL）：基于電子系統中的典型穩壓電源應用案例來學習如何實現典型三端穩壓器件的應用聯接。5.教學評價（1）完成本章教材課后習題基本題1-2題計入平時成績；（2）完成期末考試中相關試題計入期末考試成績。四、教學形式、方法與學時分配表2：各章節的具體教學形式、方法和學時分配表章（按序填寫）教學形式及學時分配主要教學方法支撐的課程目標課堂教學實驗上機實踐小計第一章33講授、PBL1第二章336講授、PBL、實驗1，3第三章639講授、PBL、實驗1，3第四章33講授、PBL1第五章33講授、PBL1第六章33講授、PBL、CBL1第七章33講授、PBL2第八章33講授

25、、PBL2第九章336講授、PBL、實驗2，3第十章639講授、PBL、CBL、實驗2，3第十一章33講授、PBL2第十二章33講授、PBL2合計421254注：1、課程實踐學時按相關專業培養計劃列入表格；2、 主要教學方法包括講授法、討論法、基于問題（PBL）、案例（CBL）等方法。五、教學進度表3：教學進度表周次日期章節名稱內容提要授課時數作業及要求備注1第一章 電路的基本概念與基本定律電路概念、定律和電路功率3本章教材課后習題1-2題2-3第二章 線性電路分析方法以電阻電路為例的常用電路分析方法介紹6本章教材課后習題1-2題4-6第三章 正弦交流穩態電路電路基本元器件相量模型、基本定律相

26、量形式和正弦穩態電路分析9本章教材課后習題2-3題7第四章 三相電路對稱三相電壓、三相電路連接方式和對稱三相電路分析計算3本章教材課后習題1-2題8第五章 電動機三相異步電動機和單相電動機原理特性及應用3本章教材課后習題1-2題9第六章 繼電接觸器控制電路常用低壓控制電器結構原理和基本控制電路分析3本章教材課后習題1-2題10第七章 常用半導體器件半導體二極管、三極管、MOS管結構原理特性及應用3本章教材課后習題1-2題11第八章 基本放大電路常見的幾種放大電路組成、原理、特性以及分析方法3本章教材課后習題1-2題12-13第九章 集成運算放大器集成運算放大器的組成、理想模型、特性及在運算、信

27、號處理方面的應用6本章教材課后習題2-3題14-15第十章 組合邏輯電路基本邏輯門電路的功能、描述方法和邏輯函數及化簡，組合邏輯電路分析設計9本章教材課后習題2-3題16第十一章 時序邏輯電路雙穩態觸發器功能和時序邏輯部件功能及應用3本章教材課后習題1-2題17第十二章 電子電源電子電源的工作原理及應用3本章教材課后習題1-2題六、教材及參考書目1.教材：1 畢淑娥. 電工與電子技術（第2版）. 北京: 電子工業出版社, 2016.2.參考書：1 邱關源. 電路（第5版）. 北京: 高等教育出版社, 2006. 2 秦增煌. 電工學（第7版）上冊, 電工技術. 北京: 高等教育出版社, 200

28、9. 3 童詩白, 華成英. 模擬電子技術基礎（第3版）. 北京: 高等教育出版社,2005. 4 閻石. 數字電子技術基礎（第5版）. 北京: 高等教育出版社,2011. 七、教學方法 1講授法 對于各章節的基本概念、基本專業術語、電路工作原理、功能電路的工作特性按照現有的專業知識體系結構和邏輯通過講授法來闡述使學生得以理解和掌握。2 基于問題（PBL） 對于各章節的功能電路分析方法，在學生掌握了基本概念和基本電路定律、定理后，針對給定的典型電路創設問題情境，引導學生采用他們已經掌握的概念、定律、定理來分析出相應的電路功能和工作特性。3 基于案例（CBL） 對于個別章節的功能電路分析由于屬于

29、綜合性應用電路，為了使學生更好地掌握電路的實際工程應用，采用選取一個在工程實際中應用的電路案例來學習該案例中所涉及的功能部件的原理、特性及應用中要注意的技術細節。八、考核方式及評定方法（一）課程考核與課程目標的對應關系 表4：課程考核與課程目標的對應關系表課程目標考核要點考核方式課程目標1電工技術部分：直流電路模型和正弦交流電路的基本概念，電路基本分析方法和相關電路定律和定理；交流電磁線圈電路模型的基本概念、基本分析方法；電動機等典型電工設備的結構原理和工作特性。平時考核（完成作業），期中考試，期末考試課程目標2電子技術部分：常見半導體元器件的基本結構、工作特性和工作參數，基本放大電路、集成運算放大器應用電路、直流穩壓電源等模擬電子電路的基本分析方法；基本門電路和觸發器等數字電路基本組成單元的電路構成、邏輯功能特性，組合邏輯電路、時序邏輯電路邏輯分析與設計。平時考核（完成作業），期末考試課程目標3完成4次實驗：疊加定理驗證實驗；功率因數提高實驗；運算放大器應用實驗；組合邏輯電路分析設計實驗。完成實驗并提交實驗報告（二）評定方法 1評定方法 課程總評成績構成為：平時成績20%，實驗成績20%，期中考試成績20%，期末考試成績40%。2課程目標的考核占比與達成度分析 表5：課程目標的考核